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Vanadiumoxid-Kathode: Mit der Entwicklung von Nanostrukturen haben viele der in der Vergangenheit verworfenen Materialien neues Interesse geweckt, so auch Vanadium-Kathode-Materialien
Die Materialien und Chemie der Vanadium Redox-Flow-Batterien (VRFB) werden im Kapitel derRedox-Flow-Batterien (RFB) behandelt >> link
Unter den vielversprechenden Kathodenmaterialien für Lithium-Ionen Batterien hat Vanadiumpentoxid (V2O5) aufgrund seiner hohen theoretischen Kapazität (294 mA h g-1) Aufmerksamkeit erhalten.
Für die erste Generation von Lithium-Ionen-Batterien wurde LiCoO2 mit grossem kommerziellem Erfolg als Kathode verwendet.
V2O5 enthält zunächst keine Lithium-Ionen, sodass es schwierig ist, es mit Graphitanoden für eine vollständige Lithium-Ionen-Batterie zu kombinieren.
Dieses Hindernis würde jedoch gelöst, wenn eine Lithium-Metall–Anode verwendet wird. Jedoch ist das Problem der Dendritenbildung noch lange nicht gelöst und die Lithium-Metall-Anode immer noch ein Traum.
Die Forschung für «High-Energy-Density «Batterien (z.B. grossen Autobatterien) erhofft sich mit dem Einsatz von Lithium-Metall-Anoden auch eine deutliche Kostensenkung der Speicherkosten (Euro/kWh)
Unter den vielversprechenden Kathodenmaterialien für Lithium-Ionen Batterien hat Vanadiumpentoxid (V2O5) aufgrund seiner hohen theoretischen Kapazität (294 mAh/g) viel Aufmerksamkeit erhalten. Panasonic verkauft eine wiederaufladbare Knopfzelle mit Lithium Vanadiumpentoxid (als Kathodenmaterial). Die Lithium-Vanadium-Phosphat-Batterie (LVP) ist ein vorgeschlagener Typ einer Lithium-Ionen-Batterie, die LVP als in der Kathode verwendet. Lithium vanadium bronze LiV3O8 wird als Kathodenmaterial verwendet in wiederaufladbaren Feststoff-Lithium Akkus.
Positiven Elektrodenmaterialien aus Vanadiumphosphat sind im Bereich der Alkali-Ionen-Batterien (Li-, Na- und K-Ionen) von grossem Interesse, da sie mehrere Elektronen pro Übergangsmetall speichern können.
Theoretisch sind können drei Elektronen bis zu einem Elektroden-potenzial von ca. 4 V versus Lithium umgesetzt werden. Diese entspricht einer Energiedichte von 1000 Wh/kg.
Jedoch sind Vanadium-phosphate, die mit hohen V3+/V4+-Spannungen arbeiten, in der Regel nicht in der Lage, mehrere Elektronen in einem ausreichend engen Spannungsbereich reversibel auszutauschen.
Vanadium-Phosphate wurden als potenzielle Kathoden für Lithium-Ionen-Batterien untersucht:. Dazu gehört Lithium-Vanadium-Phosphat, Li3V2(PO4)3.
Dasselbe Material, das mit Sol-Gel-Methoden hergestellt wurde, zeigte eine Lithiumeinlagerung/-entnahme über einen Bereich von ca. 3.8 Volt, wobei drei Stufen der Einlagerung/Entnahme nachgewiesen wurden.
Vanadium-Phosphate könne als Kathoden-material für Natriumbatterien verwendet werden.
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